2002 Fiscal Year Annual Research Report
接着・接合界面強度の一般化クライテリオンに関する研究
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12450045
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| Research Institution | TOKYO INSTITUTE OF TECHNOLOGY |
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Principal Investigator |
岸本 喜久雄 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (30111652)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
大宮 正毅 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (30302938)
井上 裕嗣 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (90193606)
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| Keywords | 界面 / 強度評価 / 破壊基準 / 結合力モデル / はく離試験 |
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| Research Abstract |
本年度は,界面強度の破壊クライテリオンの一般化を図るために,除荷過程・摩擦効果を含む界面結合力モデルの提案,接合材料の混合モード破壊試験と界面結合力モデルによる破壊基準との比較,はく離試験による薄膜界面の強度評価方法について検討した.その結果,以下の成果が得られた.
1.界面に負荷履歴がある場合や,圧縮負荷下でのせん断が作用するような界面に摩擦力が生じる場合について,界面の機械的挙動を表すことができる界面結合力モデルを提案した.
2.高分子材料,鋼材等を種々に組み合わせて接合し,コンパクト・シェア(CTS)試験片を作成した.そして,種々の負荷角度で破壊試験を行い,界面の混合モード破壊基準について検討した.また,モードI, IIに相当する実験結果から界面結合力モデルのパラメータを決め,有限要素解析による界面破壊シミュレーションを行った.その結果得られた界面の破壊基準は,実験によって得られた界面の混合モード破壊基準とおおよそ致しており,2通りの実験結果から種々のモード下での破壊基準が数値解析により予測できることが示された.
3.薄膜界面の強度評価方法として,従来よりはく離試験が広く用いられてきた.従来の方法では,はく離角がある固定した角度に対する試験のみであったが,本研究で開発したはく離試験法(マルチステージピール試験法)では,種々の角度にはく離角を変化させることができ,さらにはく離部(はく離角)を連続的に観察できるという利点がある.この方法を用いて,Si基板上に積層した薄膜の厚さを種々変化させてはく離試験を行い,はく離強度に及ぼす膜厚の影響について検討した.従来の評価方法では,はく離強度は膜厚に依存して変化したが,系のエネルギバランスを考慮することにより,膜厚に依存しない界面はく離強度が得られた.
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[Publications] M.Omiya, K.Kishimoto, W.Yang: "Interface Debonding Model and it's application to the Mixed Mode Interface Fracture Toughness"International Journal of Damage Mechanics. Vol.11, No.3. 263-286 (2002)
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[Publications] K.Kishimoto, M.Omiya, W.Yang: "FRACTURE MECHANICS OF BONDING INTERFACE -A COHESIVE ZONE MODEL -"Sensors and actuators, A Physical. Vol.99. 198-206 (2002)
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[Publications] M.Omiya, K.Kishimoto, H.Inoue, M.Amagai: "Measurement of Copper Thin Film Adhesion by Multi-stages Peel Test"Proceedings of the 4th International Symposium on Electronic Materials and Packaging, Kaohsiung, Taiwan, December4-6. 472-477 (2002)
